长期运行的人工湿地是否会成为污染源本身？

湖泊富营养化是一个全球性的环境问题，受污染的入湖河流是导致湖泊富营养化的重要外因。云南省大理白族自治州的洱海入湖河流—永安江在2018年之前，遭受着流域内大蒜种植和奶牛养殖等产业快速扩张所带来的农业面源污染。化肥和牲畜粪便含有的过量污染物会随着水流汇入永安江，随后流入洱海，加剧了洱海的富营养化，引发一系列的生态环境问题。永安江流域内的天然湿地资源丰富，但由于缺乏人为干预和管理，对污染物的截留净化能力有限，将天然湿地建设为与河流并联的人工湿地被证实为一种降低入湖河流污染的有效措施。但是，长期运行的人工湿地是否还能有效去除污染物仍是一个持续争论的主题，因为湿地内长期生长的大型植物和生物膜如果没有妥善管理则会堵塞湿地的孔隙，降低污染物的去除效率，同时腐败的植物残体和脱落的生物膜如果没有得到及时清理也会成为有机污染源本身。

上海交通大学的王欣泽研究员及其团队，依托云南洱海湖泊生态系统国家野外科学观测研究站和上海交通大学云南（大理）研究院，长期致力于高原湖泊生态保护和污染防控工作。该团队直接参与了洱海上游永安江人工湿地的建设，并对两个与永安江并联的人工湿地（大树营湿地和邓北桥湿地）进行了持续9年的水质监测，以评估长期运行的人工湿地是否还能起到净化污染河流的作用。

研究结果表明，永安江的主要污染物为总氮和硝态氮，主要源自流域内农田化肥和牲畜粪便内含氮污染物的输入。人工湿地在9年的运行过程中均保持对氮磷较高的去除效率，这得益于湿地内植物和微生物对氮磷的吸收利用。但是，冬季的低温会导致湿地植物的衰败和微生物活性的降低，进而降低湿地的脱氮除磷效率。另一方面，人工湿地对有机污染物的去除能力比较差，甚至成为了有机污染的潜在来源。人工湿地对有机污染物的去除主要通过截留、吸附等作用，无法像无机污染物一样直接被植物和微生物利用，此外，湿地内的大型植物和生物膜如果没有得到及时地清理，不仅会堵塞湿地基质里的孔隙，降低水力停留时间，也会成为有机污染的一部分。在人工湿地的实际运行过程中，应提高湿地的管理能力，及时清除湿地的残余物，使得与河流并联的人工湿地能够真正发挥污染物去除的作用。

该研究已于2023年发表在《农业科学与工程前沿》（英文）期刊上，DOI：10.15302/J-FASE-2023516。